Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. При сгорании жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, в результате которой образуются пары воды и СО₂. Вычислите теплоту образования жидкого этанола.

Ответ: Q⁰_обр.= +277 кДж (ΔН⁰_обр.= - 277 кДж).

Задача 2. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:

С₆Н_{6 (ж)} + 7,5 О_{2 (г)} = 6 СО_{2 (г)} + 3 Н₂О _(г) Q_х - ?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования бензола равна - 33,9 кДж.

Ответ: Q⁰ = +3137,3 кДж (ΔН = - 3137,3 кДж).

Задача 3. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этана, в результате которой образуются пары воды и СО₂. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м³ этана в пересчёте на нормальные условия?

Ответ: Q₀ = +6376,4 кДж (ΔН = - 6376,4 кДж).

Задача 4. Реакция горения NH₃ выражается термохимическим уравнением:

4 NH_{3 (г)} + 3 О_{2 (г)} = 2 N_{2 (г)} + 6 Н₂О _(г) Q = +1530,3 кДж.

Вычислить теплоту образования газообразного аммиака.

Ответ: Q⁰ = +46,5 кДж (ΔН = - 46,5 кДж).

Задача 5. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислить теплоту образования сульфида железа FеS.

Ответ: Q⁰_{обр. FeS} = 100,5 кДж (ΔН⁰_{обр. FeS} = - 100,5 кДж).

Задача 6. При получении эквивалентной массы гидроксида кальция из СаО и жидкой воды выделилось 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция.

Ответ: Q⁰_{обр. СаО} = +636,14 кДж (ΔН⁰_{обр. СаО} = -636,14 кДж).

Задача 7. Сколько теплоты выделится при сгорании серы массой 240 г, если известно, что теплота образования SО₂ из кислорода и серы равна +297 кДж/моль?

Ответ: Q⁰ = +2227,5 кДж (ΔН⁰_х.р.= - 2227,5 кДж).

Задача 8. Рассчитать количество теплоты, которое необходимо затратить для получения кислорода объёмом 8,96 л (н. у.) по реакции:

2 КNО₃ = 2КNО₂ + О₂ Q = - 225,0 кДж.

Ответ: Q = - 102 кДж (ΔН = +102 кДж).

Задача 9. Стандартные теплоты образования МgО _(тв.) и СО_{2 (г)} соответственно равны 602 и 394 кДж/моль. Теплота разложения МgСО₃ на МgО и СО₂ равна100,7 кДж. Используя эти данные, найти теплоту образования МgСО₃ из элементов.

Ответ: Q⁰_обр. = +1096,7 кДж (ΔН⁰_обр. = -1096,7 кДж).

Задача 10. При взаимодействии 5 г металлического натрия с водой выделяется 40,25 кДж теплоты, а при взаимодействии 10 г оксида натрия с водой выделяется 36,46 кДж теплоты. Рассчитайте теплоту образования оксида натрия.

Ответ: Q⁰_обр. = +430,08 кДж (ΔН = - 430,08кДж).

Задача 11. Тепловой эффект реакции

SО_{2 (г)} + 2 Н₂S_(г) = 3 S + 2 Н₂О_(ж)

равен +234,7 кДж. Определите стандартную теплоту образования Н₂S.

Ответ: Q⁰_обр. = +20,2 кДж (ΔН⁰_обр. = - 20,2 кДж).

Задача 12. Вычислите теплоту образования СО, если известно, что теплота образования оксида углерода (IV) равна 394 кДж/моль , а теплота сгорания СО 284 кДж/моль.

Ответ: Q⁰_обр.СО = +110 кДж (ΔН⁰_{обр. СО} = - 110 кДж).

Задача 13. Вычислите стандартную теплоту образования сероуглерода СS₂, если известно, что тепловой эффект реакции

СS_{2 (ж)} + 3 О_{2 (г)} = СО_{2 (г)} + 2SО_{2 (г)}

равен +1075 кДж.

Ответ: Q⁰_обр. = - 87,2 кДж (ΔН⁰_обр. = +87,2 кДж).

Задача 14. При сгорании 2 моль фосфористого водорода (РН₃) образуется Р₂О₅, вода и выделяется 2440 кДж теплоты. Определить теплоту образования РН₃, если при образовании оксида фосфора (V) и жидкой воды выделяется соответственно 1548,0 кДж/моль и 286 кДж/моль теплоты.

Ответ: Q⁰_обр. = - 17 кДж (ΔН⁰_обр. = +17 кДж).

Задача 15. При растворении 16 г карбида кальция в воде выделяется 145,1 кДж теплоты. Определить теплоту образования Са(ОН)₂.

Ответ: Q⁰_обр. = +985 кДж (ΔН⁰_обр. = -985 кДж).

Задача 16. Вычислите стандартную теплоту образования бензола из элементов, если стандартная теплота его сгорания равна 3304,9 кДж/моль.

Ответ: Q⁰_обр. = -82,9 кДж (ΔН⁰_обр. = +82,9 кДж).

Задача 17. Вычислите стандартную теплоту образования сахарозы, если тепловой эффект реакции

С₁₂Н₂₂О₁₁ + 12 О₂ = 12 СО₂ + 11 Н₂О _(ж)

равен 5694 кДж/моль.

Ответ: Q⁰_обр. = +2180 кДж (ΔН⁰_обр. = -2180 кДж).

Задача 18. Сгорание алмаза и графита в кислороде можно выразить уравнениями:

С_алм. + О₂ = СО₂ Q = 396 кДж/моль,

С_граф. + О₂ = СО₂ Q = 394 кДж/моль.

Рассчитать тепловой эффект реакции превращения

С_алм. → С_граф. Q_х - ?

Ответ: Q_х = +2 кДж/моль (ΔН_х = - 2 кДж/моль).

Задача 19. В стандартных условиях теплота полного сгорания белого фосфора равна 760,1 кДж/моль, а теплота полного сгорания черного фосфора равна 722,1 кДж/моль.Чему равна теплота превращения чёрного фосфора в белый в стандартных условиях?

Ответ: Q⁰ = -38 кДж/моль (ΔH⁰ = +38 кДж/моль).

Задача 20. В стандартных условиях теплота полного хлорирования графита равна 102,9 кДж/моль, а теплота полного хлорирования алмаза равна 104,9 кДж/моль. Чему равна теплота превращения графита в алмаз?

Ответ: Q = - 2 кДж/моль (ΔH⁰ = +2 кДж/моль).

Задача 21. В стандартных условиях теплота сгорания водорода в кислороде равна 286 кДж/моль, а теплота сгорания водорода в озоне равна 333,9 кДж/моль. Чему равна теплота образования озона из кислорода в стандартных условиях?

Ответ: Q⁰ = -143,7 кДж/моль (ΔH⁰ = +143,7 кДж/моль).

Задача 22. В стандартных условиях теплота полного бромирования белого фосфора равна 229,1 кДж/моль, а теплота полного бромирования красного фосфора 212,3 кДж/моль. Вычислить теплоту превращения красного фосфора в белый в стандартных условиях.

Ответ: Q⁰ = -16,8 кДж/моль (ΔH⁰ = 16,8 кДж/моль).

Задача 23. Определите тепловой эффект реакции образования 1 моль кристаллогидрата Nа₂СО₃ ∙ 10Н₂О из безводной соли и воды, если при растворении 1 моль безводной соли в воде выделяется 23,5 кДж/моль теплоты, а при растворении 1 моль кристаллогидрата поглощается 67,8 кДж/моль теплоты.

Ответ: Q⁰_кр. = +91,3 кДж/моль (ΔH⁰_кр. = - 91,3 кДж/моль).

Задача 24. Определите теплоту растворения соли Nа₂SО₃ ∙ 7Н₂О, если при растворении безводной соли массой 100 г в 800 моль воды выделилось 8,96 кДж теплоты, а теплота гидратации этой соли равна +58,2 кДж/моль.

Ответ: Q_раств. = -46,9 кДж/моль (ΔH_раств. = +46,9 кДж/моль).

Задача 25. Теплота растворения соли NН₄NО₃ равна 26,8 кДж. Определите, как и на сколько градусов Цельсия изменится температура при растворении соли массой 20 г в воде массой 180 г. Удельная теплоёмкость полученного раствора равна 3,77 Дж/г ∙ моль.

Ответ: -9ºС.

Задача 26. При растворении безводного сульфата меди массой 32 г в воде массой 80 г выделилось 13,3 кДж теплоты, а при растворении СuSО₄ ∙ 5Н₂О массой 50 г в том же количестве воды поглощается 2,34 кДж. Определите теплоту гидратации сульфата меди.

Ответ: Q _гидр. = +78,3 кДж (ΔH _гидр. = -78,3 кДж).

Задача 27. Теплота нейтрализации NаОН и NН₄ОН соляной кислотой соответственно равны +57,3 кДж и +51,4 кДж. Определите теплоту диссоциации NН₄ОН, считая его практически недиссоциированным.

Ответ: Q _дисс. = - 5,9 кДж (ΔH _дисс. = +5,9 кДж).

Задача 28. Вычислите теплоту образования SО₃, исходя из следующих данных:

РbО_(к) + S _ромб. + 3/2 О₂ = РbSО₄ Q = + 693,3 кДж,

РbO_(к) + H₂SO₄∙5Н₂О = PbSO₄ + 6H₂О_(ж) Q = + 97,55 кДж,

SO_{3 (г)} + 6Н₂О_{(ж )} =H₂SO₄∙5Н₂О Q = +172,1 кДж.

Ответ: Q_обр. = +424 кДж (ΔH_обр. = - 424 кДж).

Таблица 1.

Теплоты образования некоторых веществ в стандартных условиях.

Вещество	Q0298, кДж/моль	Вещество	Q0298, кДж/моль
Аl2О3 (т)	+1671	NН3 (г)	+46,2
СН4 (г)	+74,9	СаSiO3	+1635
С2Н2 (г)	- 226,9	С2Н6 (г)	+84,7
СО (г)	+110,6	НСl (г)	+92,3
СО2 (г)	+393,8	СН3ОН (г)	+201,2
СаС2 (т)	+ 62,8	С2Н5ОН (г)	+235,3
СаО (т)	+ 636	Н2О (г)	+241,8
Са(ОН)2 (т)	+987,2	Н2О (ж)	+286
СuО (т)	+155,3	NН4Сl (т)	+315,4
СS2(ж)	- 87,9	Н2SО4 (ж)	+812
Fе2О3 (т)	+822,7	(NН4)2­SО4 (т)	+1180
Fе3О4 (т)	+1117,9	Р2О5 (т)	+1531,5
NО (г)	- 90,4	SО2 (г)	+297
С6Н6 (г)	- 83	SО3 (г)	+424
С2Н4 (г)	- 52,3	РbS (т)	+100
Н2S (г)	+ 20,2	РbО (т)	+217,6
С6Н6 (ж)	- 49	С2Н6 (ж)	+277

Для нахождения ΔH⁰₂₉₈ по данной таблице необходимо изменить знак перед тепловым эффектом на противоположный для соответствующего вещества. Например: для Аl₂О₃ Q⁰ = +1671 кДж/моль, а ΔH⁰ = -1671 кДж/моль.